Как я уже говорил, для накала нитей обычных катодных ламп, все существующие первичные гальванические элементы 1), какого бы типа они ни были, весьма мало пригодны по той причине, что одни из них слишком слабы, другие, хотя и сильные элементы, но дают ток лишь на короткое время, в третьих — напряжение во время работы быстро падает и т. д., поэтому-то для получения, при более или менее сильном расходе тока, более равномерного действия, волей-неволей приходится прибегать уже к помощи вторичных гальванических элементов, т.-е. аккумуляторов.
Аккумуляторы, как и первичные гальванические элементы, состоят из двух электродов, погруженных в соответствующую жидкость и, по характеру своего действия, ничем не отличаются от последних, но существенная разница между теми и другими заключается в том, что в то время как первичные гальванические элементы, благодаря химическому воздействию содержащихся в них веществ, самостоятельно производят электрическую энергию и для их перезарядки требуется лишь пополнение или замена этих веществ, аккумуляторы сами по себе энергии уже не производят, но зато обладают весьма ценным свойством как бы накоплять и запасать впрок энергию, производимую каким-либо посторонним источником тока, например, динамо-машиной или гальванической батареей, и, затем, по мере надобности, возвращать или, вообще, расходовать эту энергию.
Проще говоря, аккумуляторы нуждаются в зарядке от какого-либо постороннего источника тока, но при этом получая, например, в течение более или менее продолжительного времени даже самый слабый ток, при разрядке они могут дать ток уже весьма значительной силы (конечно, в соответственно короткий срок), в чем и заключается их преимущество перед первичными элементами.
Кроме того, они весьма выгодно отличаются от обычных элементов тем, что обладают большей электровозбудительной силой и, вместе с тем, при одинаковом, например, запасе энергии, имеют несравненно меньшие размеры, нежели даже самые сильные из первичных гальванических элементов.
В тех случаях, когда есть возможность использовать даровые силы природы, например, течение реки, водопады, ветер и т. д. аккумуляторы положительно незаменимы, так как таковые силы, при помощи динамо-машины, могут быть преобразованы в электрическую энергию, а последняя уже запасена аккумуляторами впрок и от них уже расходуема по мере надобности и в желаемом месте.
Изготовление простейшего аккумулятора весьма несложно: достаточно в сосуд, наполненный слабым раствором серной кислоты (1 об‘ем серной кислоты на 5—6 об‘емов воды) опустить на небольшом расстоянии друг от друга две свинцовые пластинки и, затем, в любом направлении произвести зарядку от постороннего источника энергии. Но такой аккумулятор будет обладать весьма малой запасательной способностью и, потому, даст ток лишь на самое короткое время. Для того же, чтобы увеличить его запасательную способность, необходимо уже произвести его формовку, которая заключается в том, что аккумулятор несколько десятков и даже сот раз заряжают то в одном, то в другом направлении, благодаря чему поверхность свинцовых пластин как-бы раз'едастся, металлический свинец превращается в окиси свинца, пластинки становятся до некоторой степени пористыми, а это уже ведет к увеличению их активной поверхности, а, следовательно, и к увеличению запасательной способности, т.-е. как принято называть, электрической емкости.
Конечно, такая продолжительная формовка крайне невыгодна и хлопотлива и для того, чтобы избежать этой процедуры, во всех видах существующих аккумуляторов для пластин берут уже готовые окиси свинца, применяя металлический свинец, лишь для изготовления каркаса, служащего как для помещения этих окисей, так равно и для увеличения электропроводности пластин. При этом электрическая емкость таких аккумуляторов уже во много раз превосходит емкость простых аккумуляторов, даже после продолжительного формования последних.
Обычно аккумуляторные пластины изготовляют в виде свинцовых решеток той или иной формы, в ячейки коих и набивают активную массу, составленную, как я сказал, из окисей свинца.
В виду того, что активная масса, будучи сама по себе довольно твердой, в то же время обычно имеет связь с каркасом пластин недостаточно прочную, для предотвращения ее от выпадения, ячейки в пластинах должны иметь уширения внутрь или наружу, как то и указано в разрезах на фиг. 1-й.
Проще всего, конечно, пластины изготовить из обычного листового свинца, толщиною, например, 5—6 миллиметров и насверлив в пластинах возможно большее число отверстий диаметром не более 5—10 миллиметров, края их с обеих сторон раззенковать, т.-е. уширить; но можно такие же пластины изготовить и путем отливки, для чего уже необходимо предварительно сделать, хотя бы из гипса, соответственные формы, состоящие из двух половин.
Во всех случаях пластины должны иметь отросток, служащий для последующих включений в цепь, как то и видно из фиг. 2-й, где указаны пластинки с различной формой ячеек. Иногда в верхней части пластин делаются еще два боковых небольших отростка, при помощи коих пластины можно подвешивать на краях сосудов, вместо того, чтобы непосредственно опускать на дно, но это, конечно, обязательным не является.
Размер пластин аккумулятора имеет прямое отношение к его электрической емкости и, потому, при желании изготовить аккумулятор на определенную емкость, необходимо задаваться и определенными размерами его пластин. Электрическая емкость аккумулятора обычно измеряется в ампер-часах и если, например, известно, что данный аккумулятор имеет емкость 20 ампер-часов, то это означает, что он может давать ток с силой в 1 ампер в течение 20-ти часов, или ток с силою в 2 ампера — в течение 10 часов, ток в 4 ампера — в течение 5-ти часов и т. д. При этом запасательная способность во многом зависит от количества активной массы, а следовательно, и от толщины пластин. Принимая же толщину пластин около 5—6 миллиметров, в среднем можно считать 1 ампер-час емкости на каждые 35-40 квадратных сантиметров поверхности положительных пластин, считая поверхность их с обеих сторон.
Зная расход энергии на накал нитей катодных ламп, уже не представляет труда рассчитать размеры пластин аккумулятора, достаточные на определенное число часов действия, при чем, если было желательно избегнуть устройства пластин большого размера, вместо одной положительной пластины, можно сделать 2—3 и более пластин соответственно меньшего размера, соединив их снаружи сосуда полосками свинца, чтобы они составляли один общий электрод.
Число отрицательных пластин во всех случаях должно быть на одну более числа положительных и они также должны быть соединены между собой, составляя второй общий электрод, при чем положительные и отрицательные пластины размещаются в аккумуляторах, чередуясь между собой, как то и указано на фиг. 3-й.
Когда те или иные свинцовые решетки изготовлены, приступают к заполнению их ячеек окисями свинца, при чем для положительных и отрицательных пластин приготовляют особые массы, разнящиеся между собою по количеству входящих в них веществ.
Для заполнения положительных пластин берут: 3 части (по весу) свинцового сурика (красная окись свинца) и 1 часть (по весу) свинцового глета (желтая окись свинца) и замешивают эти вещества в виде густого теста разбавленной серной кислотой (1 об‘ем кислоты на 3—4 об'ема воды).
1) Описание этих элементов см. в №№ 7—8, 10 и 11—12 "Радиолюбителя" за 1925 г. (стр. 308.)